《食品化学》PPT课件

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1、第2章水Water2.1概述2.2水和冰的结构2.3食品中水的存在形式2.4水和溶质的相互作用2.5水分活度和吸湿等温线2.6分子的流动性和食品的稳定性2.7水分含量和水分活度的测定主要内容(contents)各种食品都有显示其品质的特征含水量,如果蔬:75%-95%,肉类:50%-80%,面包:35%-45%,谷物:10%-15%2.1Introduction2.2Structureofwaterandice水的物理性质:1.熔点,沸点高.2.介电常数大3.水的表面张力和相变热大.4.密度低,结冰时体积膨胀.5.导热值比非金属固体大,0℃时,冰的导热值为同温度下水的4

2、倍,扩散速度为水的9倍.6.密度随温度而变化.一水和冰的物理特性二水和冰的结构单个水分子的结构特征Thewatermolecule1.H2O分子的四面体结构有对称型.2.H-O共价键有离子性.3.氧的另外两对孤对电子有静电力.4.H-O键具有电负性.水分子的缔合Associationofwatermolecules水分子的缔合1.H-O键间电荷的非对称分布使H-O键具有极性,这种极性使分子之间产生引力.2.由于每个水分子具有数目相等的氢键供体和受体,因此可以在三维空间形成多重氢键.3.静电效应.水分子缔合的原因:水分子的结构特征水是呈四面体的网状结构水分子之间的氢键网络

3、是动态的水分子氢键键合程度取决于温度温度(℃)配位数分子间距nm040.2761.54.40.290834.90.305冰的结构Structureofice①在最适度的低温冷却剂中缓慢冷冻②溶质的性质及浓度均不严重干扰水分子的迁移。六方冰晶形成的条件：按冷冻速度和对称要素分，冰可分为四大类：六方型冰晶不规则树枝状结晶粗糙的球状结晶易消失的球状结晶及各种中间体。冰的分类2.3Categoriesofwaterinfoods自由水体相水截留水水化合水结合水邻近水多层水Waterthatisanintegralpartofanonaqueousconstitutents.在-

4、40℃下不结冰无溶解溶质的能力与纯水比较分子平均运动为0不能被微生物利用ConstitutionalwaterWaterthatstronglyinteractswithspecifichydrophilicsitesofnonaqueousconstituentsbywater-ionandwater-dipoleassociations在-40℃下不结冰无溶解溶质的能力与纯水比较分子平均运动大大减少不能被微生物利用此种水很稳定，不易引起Food的腐败变质。Vicinalwaterwaterthatoccupiesremainingfirst-layersitesan

5、dformsseveraladditionallayersaroundhyyydrophilicgroupsofnonaqueousconstituents;water-waterandwater-solutehydrogenbondspredominate.大多数多层水在-40℃下不结冰，其余可结冰，但冰点大大降低。有一定溶解溶质的能力与纯水比较分子平均运动大大降低不能被微生物利用Multilayerwaterwaterthatoccupiespositionsfurthestremovedfromnonaqueousconstituents;water-waterh

6、ydrogenbondspredominate.能结冰，但冰点有所下降溶解溶质的能力强，干燥时易被除去与纯水分子平均运动接近很适于微生物生长和大多数化学反应，易引起Food的腐败变质，但与食品的风味及功能性紧密相关。Bulk-phasewater2.4Water–soluteinteractions水与溶质相互作用的分类种类实例相互作用强弱（与H2O-H2O氢键比较）偶极-离子H2O-游离离子较强H2O-有机分子带电基团偶极-偶极H2O-PR-NH，H2O-PR-CO近乎相等H2O-侧链OH疏水水合H2O+R→R（水合）△G＞0疏水相互作用R（水合）＋R（水合）→R2（

7、水合）+H2O△G＜0水与溶质相互作用的分类水与离子基团的相互作用InteractionofwaterwithIonicgroups在稀水溶液中一些离子具有净结构破坏效应（Netstructure-breakingeffect),这些离子大多为负离子和大的正离子，如：K+,Rb+,Cs+,NH4+,Cl-,Br-，I-,NO3-,BrO3-,IO3-，ClO4-等。Netstructure-breakingeffect另外一些离子具有净结构形成效应（Netstructure-formingeffect),这些离子大多是电场强度大，离子半径